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          世界氣象日丨記者出海見證:風從海上來,電送千萬家

          發布時間:2023年03月23日 來源:新華報業網

            利用風、光資源發電,加快可再生能源替代,是推動我國能源結構轉型、實現碳達峰碳中和目標的重要方式。今年《政府工作報告》提出,“加快建設新型能源體系”。江蘇海上風力資源豐富,海上風電乘“風”破“浪”,迎來高增長。海上風電有哪些關鍵技術和難點?氣象對此又發揮了怎樣的作用?

            3月23日世界氣象日來臨之際,新華日報·交匯點記者來到江蘇鹽城的國家電投江蘇海上風力發電有限公司濱海南H3風電場,探訪海上“大風車”如何利用氣象科技服務新能源產業高質量發展、助力“雙碳”目標實現。

            追風逐電,精密監測海上氣象要素

            3月20日上午,經過海上1小時的航行,記者來到了距離鹽城濱??h海岸線36公里處的國家電投集團江蘇海上風力發電有限公司H3風電場,一排排約100米高的海上“大風車”不停轉動。

            江蘇位于亞洲東部中緯度地區,具有明顯的季風氣候特征,是全國風能資源的“富戶”。海上風機在旋轉中將電通過海底電纜輸送到陸地千萬家。

            “江蘇沿海地區風速梯度較大,風速等值線基本與海岸線平行,大部分海域70米高度風速超過7米/秒,是名副其實的‘風電寶地’?!苯K省氣象服務中心能源氣象科副科長王博妮說。

            風速大,意味著江蘇可開發的海上風能資源豐富。據悉,江蘇陸地風電可開發量為300萬千瓦,近海風電可開發量近期為1000萬千瓦,遠期為3000萬千瓦。截至2022年12月,江蘇海上風電累計裝機容量達1182.3萬千瓦,占據全國海上風電的“半壁江山”。

            “海上風電場從選址開始就需要收集風速、風向、氣溫、相對濕度、太陽輻射、云量等長期觀測數據評估風資源,選擇合理的地點?!蓖醪┠菡f,江蘇省氣象服務中心早在2017年就開始為海上風電項目提供氣象服務。

            為海上天氣規律“把脈”外,精密捕捉海上天氣的“陰晴臉”也是氣象服務人員的重要工作。海上強對流、大風、海霧、臺風等高影響天氣極大影響著海上風電場的建設施工、運維生產。在國家電投江蘇海上風力發電有限公司H3場區,江蘇省氣象部門布設了專業的氣象要素觀測設備,捕捉風電場海域風、云、雨、雷的變化,確保海上風電場安全運行和生產。

            截至2022年8月,江蘇已建立了完善的江蘇海上風電氣象服務工作機制,根據海上風電氣象服務需求,研發了全國首個海上風電智能氣象服務系統,并服務于江蘇的8個海上風電發電場。

            “我們要時時刻刻緊追海上天氣變化,精確到每個風電場甚至每一臺風機的位置?!蓖醪┠菡f,團隊“追風逐電”預測風電場氣象要素,包括風機輪轂高度的風速、風向、氣壓、氣溫、濕度、降水等,以保證電網安全穩定運行,降低運維成本與安全風險。

            提高預警監測能力,捕捉高影響天氣“漏網之魚”

            穿上操作服,系上五點式安全扣,記者爬上距離海面30米高的海上升壓站。海浪不斷擊打著樁基,海風帶著寒意穿過海上升壓站的層層階梯。不遠處,200臺風機被薄薄一層輕霧籠罩,蔚為壯觀。

            “海風達到3米/秒,風機就開始發電工作;海風過大超過25米/秒,風機就要停下,以保障風機安全?!眹译娡都瘓F江蘇海上風力發電有限公司總經理助理楊榮說,海上風電“靠天吃飯”,要根據氣象預報服務調控風機,如何在高影響天氣下,既保證風電機組安全,又穩定輸出是個難點。

            精準預報和精細服務對此至關重要。每天早晨,王博妮都會打開海上風電智能氣象服務系統,預報出基于風電場位置的未來5天的逐小時的10米風、100米風、溫度、相對濕度、氣壓、雷電概率、降水量等氣象要素。王博妮指著屏幕的一個格點說:“你看,冷空氣要來了,海面10米風力逐漸增強,浪高也由小變大了;到了夏天,強對流天氣高發,有過程影響時,雷電概率會更高?!?/p>

            “預報員將這些天氣數據解譯出來,采用數值模式和人工訂正雙重運作方式,通過海上風電智能氣象服務系統和風電氣象服務小程序向服務單位滾動預報?!蓖醪┠菡f,氣象部門借助氣浪流耦合數值模式和多源數據快速同化技術,基于江蘇沿??栈?、岸基氣象監測實況數據、數值模式預報等,已發布各類專業氣象預報服務產品千余期。

            強對流、海霧、大風、臺風……預測高影響天氣需要監測預報預警技術全面升級。江蘇省氣象部門在天氣預報基礎上,利用機器學習多種算法,結合遙感衛星、雷達資料、測風塔數據、升壓站自動觀測資料等,研發海上風電高影響天氣預報預警技術,為海上風電出力、資源調度、運維保障等提供參考依據。用一張天氣預警“網”,捕捉預測范圍內的高影響天氣“漏網之魚”。

            將海上風電場氣象、海洋預報要素應用于與海上風電智能氣象預報服務系統,氣象部門有效提高了海上風電服務的監測和預警能力?!霸撓到y應用推廣后,將進一步提高風電場預報的準確性和可操作性,增強海上風電氣象服務的針對性、科學性、規范性?!苯K省氣象服務中心副主任黃亮說。

            據介紹,圍繞該系統研究,相關成果先后獲得了中國設備管理協會電力行業技術創新成果一等獎、中國電力科技成果“金蘋果”二等獎、中國氣象服務協會科學技術獎科技創新獎二等獎等獎項、江蘇電力科技成果獎三等獎等;江蘇省氣象服務中心還獲評“2022年中國風電產業50強十佳服務機構”,成為首個獲此殊榮的氣象部門。

            打破“零”服務,保障風能源穩定輸送

            風資源屬于新能源、新賽道,經濟效益前景可期。

            濱海海上風電發電場的氣象服務項目投運以來,工作人員借助海上升壓站的海上風電場氣象安全監控管理系統,能實時監控風電場附近的精細氣象水文信息,及時指導海上風電運維工作,并跟蹤定位運維人員與船舶軌跡,保障運維安全。

            “該技術應用后,濱海風電場年發電量逐年提高。2022年,濱海海上風電場發電量首次突破21億千瓦,發電量達28.63億千瓦時,相當于減少二氧化碳排放量190萬噸?!睏顦s說。

            目前,省氣象服務中心自主研發的江蘇海上風電智能氣象服務系統、海上風電氣象服務小程序為海上風電企業提供氣象預報服務指導和決策依據?!拔覀兊漠a品還在國家電投江蘇海上風電公司、華電重工、江蘇省水上搜救中心等部門得到推廣應用,未來還可廣泛推廣?!秉S亮表示,隨著海上風電的推進,江蘇氣象將逐步開展觀測站網的建設、氣象與風電的數據共享,以及深遠海海上風電氣象服務技術發展、創新和應用研究。

            黃亮介紹,針對海上風電氣象水文監測站網布局建設,江蘇省氣象部門將提升災害性天氣監測預警能力。氣象部門還將加強海上風電施工運維氣象海洋服務技術研發,建設海上風電氣象服務大數據產品共享平臺,并推動成立海上風電氣象聯盟,共同推進技術研發、規范服務市場。

            據國家統計局發布數據顯示,2022年,水電、核電、風電和太陽能發電等清潔能源發電增長5.3%。隨著海上風電氣象預報預警技術進步、海上風電氣象服務保障能力不斷提升,氣象對江蘇海上風電發展發揮了更為可靠的支撐作用,將為江蘇新能源產業高質量發展提供更強助力。

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           ?。▉碓矗盒氯A報業網 作者:張宣 陳曉穎 孫廣哲 責任編輯:顏昕)

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